2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场预定区域成功着陆。翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员结束了6个月的“太空出差”，成为我国有史以来在轨任务时间最长的航天员乘组。
新材料是航空工程以及其他相关领域的重要物质基础，能够提高航空设备和零件的各方面性能，使设备满足使用需求。石墨烯作为“新材料之王”在航天筑梦进程中可以在哪些方面发力呢？接下来带大家初窥石墨烯可以在航天方面做的有益探索。
石墨烯是目前已知世界上最薄的材料，只有单个碳原子层厚度，因其优异的力学、热学、电学、光学、摩擦学性能、超强的抗气体渗透性、超大的比表面积和透光率等性能，可以满足新型航天材料对高性能的要求，在航天材料领域具有广泛的应用前景。
利用石墨烯优异的力学性能，将其加入树脂、金属中可获得轻质、高载荷的航天复合材料;石墨烯优异的摩擦学性能使其有望成为新型航天润滑材料;石墨烯传感器的制备则应用了它超大比表面积的特性；此外，石墨烯的高透光性可应用于航天太阳能电池领域。
随着我国航天工业的发展，尤其是近年来深空探测计划的开展和近空间飞行器的发展，对研发具有高能量密度、高转化率和空间稳定性能良好的新型太阳能电池提出了更迫切的需要。2021年4月，天和核心舱首次采用大面积可展收柔性太阳电池翼。
柔性太阳电池翼集合了大面积轻量化、重复展收高可靠、低轨10年在轨长寿命、刚柔并济高承载等四大全新技术。比起传统的刚性、半刚性太阳翼，柔性翼全部收拢后只有一本书的厚度，仅为刚性太阳翼的1/15。石墨烯具有良好的电学性能，其超高的载流子迁移率和二维结构非常适合作为太阳能电池中的受体材料，而且在加工时易和给体材料相分离，最终形成给体受体互穿的纳米网络结构。有研究显示，石墨烯做为有机太阳能电池的受体材料，可将单层叠层电池效率分别提高至12%和24%［3］。目前石墨烯已被应用到太阳能电池的透明电极、受体材料、对电极材料之中，并使太阳电池的性能得到提升。
对于飞行器来说，搭载运载火箭成功进入预定轨道仅仅是“行百里路半九十”，太阳翼的成功在轨展开才是任务圆满成功的重要标志。对于核心舱来说，柔性翼能否成功展开直接关系到空间站任务的成败。石墨稀凭借其特殊的二维平面结构及优异的电学和光学性能，有望助力太阳能电池的发展。
北京石墨烯研究院（BGI）作为石墨烯领域原创技术策源地，已取得两百多项发明专利，致力于打造引领全球的石墨烯新材料研发高地和创新创业基地，并研发出了系列产品，包括石墨烯薄膜、石墨烯薄膜转移技术、烯碳/芳纶Ⅲ复合纤维、管式炉/等离子体增强化学气相沉积炉、多种类石墨烯分散液等。其中，石墨烯薄膜、石墨烯薄膜转移技术、烯碳/芳纶Ⅲ复合纤维等产品技术参数达到国际领先水平。
石墨烯具有的独特性能决定了它在航天领域有众多应用可能性，未来随着石墨烯产业化水平不断提高，技术研发实力的提升，石墨烯作为“新材料之王”会在越来越多的关键技术上取得新的突破，每一次关键技术的突破都承载着国人的梦想，凝聚着中国智慧。BGI愿担负起引领石墨烯产业发展重任，以产业报国，以中国制造助力航天筑梦！
参考资料：
[1]https://www.sohu.com/a/464947244_120043313
[2]https://wenhui.whb.cn/third/baidu/202104/29/402522.html
[3]YONGV，TOUＲJ M． Theoretical efficiency of nanostructured graphene－based photovoltaics．［J］．Small，2010，6(2):313 － 318．
[4] 刘宇,刘勇,左春艳,董尚利,张雪峰.石墨烯在航天领域应用进展[J].宇航材料工艺,2017,47(04):1-7.
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